CN103460020A - 样本接收装置 - Google Patents

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Abstract

用于将要分析的液体样本（305）留置在光源与光检测器之间的光路内的样本接收装置（301）和方法。样本接收体（302）定义样本导管（303）和端口（304），该端口用于允许液体样本（305）通过以进入样本导管（303）中。样本导管配置成将液体样本(305)接收在光源输入位置(306)与光检测器输入位置(307)之间，光源输入位置与光检测器输入位置之间的距离定义样本路径长度（Ｌ)。样本接收装置（301）配置成使得光源输入位置(306)与光检测器输入位置(307)之间的距离是可调整的，以便调整样本路径长度（L）的长度。在分光光度计中使用的样本接收装置（301）。供低容积样本（305）使用的样本接收装置。

Description

样本接收装置
技术领域
本发明涉及用于将要分析的液体样本留置（retain）在分光光度计源和分光光度计检测器之间的光路内的样本接收装置和方法。
背景技术
分光光度法是光谱学的一个分支，并且是作为波长的函数的、材料辐射能的反射或透射的定量测量。分光光度计包括光源和光检测器。将要分析的样本置于光源与光检测器之间的光路内，并且分光光度计测量作为光源波长的函数的光强度。1 cm光路业界标准是公知的。
有不同类型的分光光度计被配置成供特定区域的电磁频谱，如紫外线、可见光和红外线使用。分光光度计被用于许多领域，包括物理、化学和生物化学等领域。
公知的是将要分析的样本呈放在试管中。公知的，试管是由玻璃、塑料或石英制成。问题在于试管的材料中的杂质或缺陷可能影响分光光度计执行的测量。此外，使用试管增加了使用分光光度计的成本。
公知的，分光光度计用于分析液体样本。液体样本可能是溶液。问题在于难以提供对于相对非常小容积（例如2.0 μl或更少）的液体样本适合的试管。
期望一种技术用于将液体样本留置在光检测器和光源之间的光路内，其不与样本路径长度冲突。
发明内容
根据第一方面，提供样本接收装置，其用于在将要分析的液体样本留置在分光光度计源与分光光度计检测器之间的光路内时使用，所述样本接收装置包括：样本接收体，所述样本接收体定义样本导管和用于允许液体样本通过以进入所述样本导管的端口，所述样本导管配置成将液体样本接收在光源输入位置与光检测器输入位置之间，所述光源输入位置与所述光检测器输入位置之间的距离定义样本路径长度，以及所述样本接收装置配置成使得所述光源输入位置与所述光检测器输入位置之间的距离可调整以便调整所述样本路径长度的长度。
在一实施例中，该端口配置成允许液体样本从样本导管通过。
在一实施例中，该样本接收装置配置成提供范围介于0.1 mm与10 mm之间且含0.1 mm与10 mm的样本路径长度。在一实施例中，该样本接收装置配置成供范围介于0.02 μl与2.0 μl之间且含0.02 μl与2.0 μl的样本容积使用。
在一实施例中，该样本接收体还定义冲洗端口，该冲洗端口配置成允许冲洗液体通过以进入样本导管。
根据第二方面，提供用于在将要分析的液体样本留置在光源与光检测器之间的光路内的方法，所述方法包括如下步骤：接收样本接收装置，所述样本接收装置包括样本接收体（所述样本接收体定义在光输入端与光输出端之间延伸的样本导管和用于允许液体样本通过以进入所述样本导管的端口）以及包括光检测器构件，所述光检测器构件呈现可移动地设在所述样本导管内的光输入面；将所述样本接收体的所述光输入端贴着光源递送元件的光源递送面以使所述光路延伸通过所述样本导管；将液体样本引入所述端口；以及沿着所述样本导管移动所述光检测器构件。
附图说明
为了更好地理解本发明并示出如何实现本发明，参考附图，现在将仅以示例方式描述根据本发明的特定实施例、方法和过程，在附图中：
图1示出使用中的样本接收装置的示意图；
图2示出比尔定律；
图3图示了根据第一特定示例的样本接收装置的特征；
图4示出根据特定示例的样本接收装置的又一些特征；
图5进一步详细地示出根据特定示例的样本接收装置的样本接收体和光检测器构件；
图6示出根据为使用布置的特定示例的样本接收装置；
图7示出根据将光检测器构件完全插入到样本接收体之后准备接收液体样本的特定示例的样本接收装置；
图8示出图7在将光检测器构件从样本接收体内抽出以将液体样本引入到样本接收体中以供分析之后的情况；
图9示出图8在分析样本接收体内的液体样本之后的情况；
图10示出图9在将光检测器构件完全插入到样本接收体中之后的情况；
图11示出根据特定示例的样本接收装置的又一些特征；
图12示出根据特定示例的样本接收装置的再一些特征；
图13和图14示出根据特定示例的样本接收装置的可选特征；以及
图15示出具有如本文描述的特征的样本接收装置。
具体实施方式
现在通过举例描述发明人设想的特定方式。在下文的描述中，阐述许多具体细节，以便提供透彻的理解。但是对于本领域人员来说，显而易见到在没有这些特定细节的一些的情况下，仍可以实现本发明。在其他情况中，未对公知的方法和结构进行详细描述，以不致于不必要地使得本发明不清楚。
图1
图1示出使用中的样本接收装置的示意图。样本接收装置101包括样本接收体102，样本接收体102用于以如下布置留置103处所示的液体样本：其中液体样本103位于光源104与光检测器105之间的光路中。在所示的布置中，在箭头106所指示的方向上，从光源104行进到光检测器105的光路通过接收的液体样本103。光路通过液体样本103行进的距离是路径长度L。
在此附图所示的布置中，样本路径长度L定义为沿着光路方向，介于光源输入位置107与光检测器输入位置108之间。如此附图所示，在此图示的布置中，光源104与光检测器105各呈现基本平整的表面，样本接收体102设在这两个表面之间。光源104和光检测器105的对面的基本平整的表面彼此平行地延伸，以及光路L垂直于每个平行面延伸。
图2
图2在201处示出比尔定律。比尔定律（也称为比尔-朗伯定律或比尔-朗伯-布格定律）表述样本中吸收物质对光的吸收与样本中的吸收物质的浓度和样本路径长度成比例。如图2所示，比尔定律表述为                                               
Figure DEST_PATH_IMAGE002
，其中A是吸光度，c是以mol L-1为单位的浓度，l是以cm为单位的样本路径长度，以及ε是以L mol-1 cm-1为单位的摩尔吸收率。显然，根据比尔定律，将样本路径长度确定得尽可能精确是重要的。
图3
图3示出根据特定示例的样本接收装置301的一些特征，其在将液体样本留置在分光光度计源与分光光度计检测器之间的光路内时使用。样本接收装置301包括样本接收体302。样本接收体302定义303处指示的样本导管，和304处指示的端口，该端口用于允许305处指示的液体样本通过以进入样本导管303中。在此特定实施例中，端口304还允许来自样本导管303的液体样本305通过。样本导管303配置成将液体样本305接收在光源输入位置306与光检测器输入位置307之间，光源输入位置306与光检测器输入位置307之间的距离定义样本路径长度L。正如下文进一步详细描述的，样本接收装置301配置成使得光源输入位置306与光检测器输入位置307之间的距离可调整以便调整样本路径长度L的长度。
图4
图4示出样本接收装置301的又一些特征。
样本接收体302定义固定的光源输入位置306。样本接收装置301还包括呈现光输入面402的光检测器构件401。光检测器构件401可移动地可被接收在样本接收体303的样本导管303内，以便将光输入面402定位于样本导管303内，以使光检测器输入位置307是样本导管303内的光输入面402的位置，以及光输入面402相对于光源输入位置306是可移动的，如箭头403所指示，以便调整样本路径长度L的量值。根据本发明特定实施例，样本接收装置301配置成允许光检测器构件401的光输入面402向光源输入位置306移动和从光源输入位置306移动。根据此特定示例，最大可用样本路径长度是样本接收体的长度，如箭头BL所指示。
由此，样本接收装置301允许样本路径长度L在可用样本路径长度范围内变化。此特征对于将该样本接收装置供不同容积的样本使用是有利的。
图5
图5进一步详细地示出根据特定示例的样本接收装置的样本接收体302和光检测器构件。在图5中，样本接收体302和光检测器构件401示出为彼此分开。
光检测器构件401包括细长体501，细长体501具有前端502和尾端503。细长体501的前端503定义504处所指示的光输入孔。细长体501定义从光输入孔504延伸的内膛505。在此示例中，样本接收体302的样本导管303是圆柱形。细长体501是管状，配置成将光纤元件506接收在中央内膛505内，以使光纤元件506的光输入端507存在于圆形光输入孔504内。光纤元件506接收的光输入到分析仪。
样本接收体302的样本导管303通过样本接收体302延伸在输入端点508与输出端点510之间，输入端点508在样本接收体302的光输入端509处开口，输出端点510在样本接收体302的光输出端511处开口。如图所示，光源输入位置306位于样本导管303的输入端点508的位置处。样本接收体302的光输入端509配置成用于贴着光源递送元件的光源递送面。
在此附图中，从样本接收体302的光输入端509到光输出端511以及从光检测器构件401的前端502到尾端503的方向由箭头512所指示。
正如在此附图中可见，端口504通过位于样本接收体302的光输入端509处的斜端面部分来提供，端口504远离输入端口点508向光输出端511倾斜。
图6
图6示出为使用布置的本特定示例的样本接收装置。在一个应用中，且如此附图所示，样本接收体为水平朝向。
样本接收体302示出为使得光输入端509贴着光源递送元件602的光源递送面601。样本接收体302相对于光源递送元件602定位成使得由箭头603指示的来自光源递送元件602的光，在箭头603指示的方向上，从光源递送面601通过样本导管303递送到光检测器构件401的光输入孔504。
如先前表述，样本路径长度L定义在光源输入位置306与光检测器输入位置307之间。光检测器输入位置307相对于光源输入位置306是可移动的，如箭头604所指示，以便调整样本路径长度L的量值。
当处于如此附图所示的贴近状况时，光源递送元件602的光源递送面601实际提供端口504的壁部。
图7
图7示出为使用布置且准备接收液体样本的本特定示例的样本接收装置。
样本接收体302示出为使得光输入端509贴着光源递送元件602的光源递送面601。光检测器构件401完全插入到样本接收体302的样本导管303内，以使前端502也贴着光源递送元件602的光源递送面601。如图所示，在此布置中，光检测器输入位置307位于与光源输入位置306相同的位置处。
现在可以将701处指示的液体样本引入到端口504中。在此图示的情况中，正在从移液管702配给液体样本701。
现在可以在箭头703指示的方向上从样本接收体302的样本导管303回抽光检测器构件401。此动作将端口504中的液体抽入到样本接收体302的样本导管303中。
图8
图8示出图7在将光检测器构件401从样本接收体302的样本导管303中回抽之后的情况。在箭头803指示的方向上移动光检测器构件401的动作使得光检测器输入位置307已远离光源输入位置306移动。这使得液体样本701被抽入到样本接收体302的样本导管303中，同时促使样本路径长度L的定义。利用期望量值的样本路径长度L，现在就可以分析样本。
由此，将液体样本留置在光源与光检测器之间的光路内的方法包括如下步骤：接收样本接收装置，所述样本接收装置包括样本接收体，所述样本接收体定义在光输入端与光输出端之间延伸的样本导管和用于允许液体样本通过以进入该样本导管的端口，以及包括光检测器构件，所述光检测器构件呈现可移动地设在样本导管内的光输入面；将样本接收体的光输入端贴着光源递送元件的光源递送面以使光路延伸通过样本导管；将液体样本引入端口；以及沿着样本导管移动光检测器构件。
图9
图9示出图8在分析样本701之后的情况。现在可以在箭头901指示的方向上将光检测器构件401进一步移入样本接收体302的样本导管303中。此动作将样本接收体302的样本导管303中的液体样本701推送到端口504中。可以通过移液器902将液体样本701从端口504移除。
图10
图10示出图9在将光检测器构件401在箭头1001指示的方向上移动之后的情况。在此附图中，光检测器构件401示出为再次已完全插入到样本接收体302的样本导管303中，以使检测器输入位置307位于与光源输入位置306相同的位置处，正如图7中所示的开始位置的布置那样。
正如参考图9提到的，可以通过移液器902将端口504中存在的液体样本701从端口504移除。
由此，该样本接收装置能够在分析之后回收液体样本。此特征利于允许不容易获得的样本再利用。要认识到样本的可获得性可能是有限的，或样本可能非常昂贵。
有利地，该样本接收装置无需使用试管。
在一实施例中，光检测器构件401由不锈钢管制成。在一示例中，光检测器构件401由外径约0.5 mm的不锈钢管制成。在一实施例中，样本接收体302定义圆柱形样本导管303。在一示例中，样本接收体302定义直径约0.5 mm的圆柱形样本导管303。在一示例中，光检测器构件401由具有外径约0.5 mm的不锈钢管制成，并且样本接收体302的样本导管303定义直径约0.5 mm的圆柱形样本导管303。
在一实施例中，样本接收体302由聚四氟乙烯（PTFE）或氟化乙烯丙烯（FEP）制成。这些材料具有一定弹性度。在一示例中，样本接收体302由聚四氟乙烯（PTFE）或氟化乙烯丙烯（FEP）制成，且定义直径稍小于0.5 mm的圆柱形样本导管303，以及光检测器构件401由外径为0.5 mm的不锈钢管制成。这些材料任一种的可压缩特性允许光检测器构件401通过过盈配合接收在样本接收体302的样本导管303内，这样有利地在光检测器构件401与样本接收体302之间创造密封，以协助液体样本的留置。
此外，聚四氟乙烯（PTFE）和氟化乙烯丙烯（FEP）各呈现排斥蛋白样本对其附着的有利特性。
图11
图11示出样本接收装置301的又一些特征。样本接收装置301包括光检测器构件促动器1101，光检测器构件促动器1101用于使光检测器构件401在样本接收体302的样本导管303内移动。电动机驱动的光检测器构件促动器对于精细调整是有利的。光检测器构件促动器帮助控制光检测器构件。
图12
图12示出样本接收装置301的再一些特征。样本接收装置301包括光检测器构件位置指示器1201，光检测器构件位置指示器1201用于指示所述光检测器构件401的光输入面402在样本接收体302的样本导管303内的位置。
根据此示例，光检测器构件位置指示器1201、光源1202和光检测器1203配置成提供其之间的线性检测区，如1204所指示，并且配置成检测光检测器构件401的尾端503在线性检测区1204内的位置。基于光检测器构件401的前端502与尾端503之间的距离D是已知的，一旦知道光检测器构件401的尾端503的位置，就可以计算光检测器构件401的前端502的位置。
在一示例中，光检测器构件位置指示器1201的光源1202包括发光二极管灯。在一示例中，光检测器构件位置指示器1201的光检测器1203包括线性CCD或二极管阵列检测器，其具有1024或2048个像素。然后通过像素大小确定位置精确度。该样本接收装置的此特征有利地允许提高确定样本路径长度的精确度。在特定示例中，光检测器1203精确到10 μm。
在一实施例中，该样本接收装置配置成提供范围介于0.1 mm与10 mm之间且含0.1 mm与10 mm的样本路径长度。在一实施例中，该样本接收装置配置成供范围介于0.02 μl与2.0 μl之间且含0.02 μl与2.0 μl的样本容积使用。由此，该样本接收装置有利地允许分析小容积样本。
要认识到，如本文描述的样本接收装置可以供任何类型的分光光度计使用，例如，紫外线、可见光或红外线分光光度计。要理解，该样本接收装置可以有利地供现有分光光度计使用。还要认识到，如本文描述的样本接收装置可以供适于分析接收的液体样本的任何类型的光源和光检测器使用。
图13和图14
图13和图14中示出样本接收装置301的可选特征。如图所示，样本接收体302还定义1301处指示的冲洗导管，其具有1302处指示的冲洗出口端口，该端口对样本导管303开口。冲洗导管1301允许将冲洗液体（未示出）引入到样本导管303中以达到清洁样本导管的目的。此特征允许冲洗样本导管303以实现样本接收体302的再利用。当样本接收装置301供粘性样本使用时，此特征尤其有利。在图示的样本中，冲洗导管1301具有1303处指示的冲洗入口端口，其对样本接收体302的外表面开口。根据图示的布置，冲洗导管1301基本垂直于样本导管303的长度方向L延伸。
如图所示，冲洗导管1301朝样本接收体302的光输出端511定位，以使光检测器构件401堵住冲洗出口端口1302（如图13所示），直到光检测器构件401在箭头1304所指示的方向上移动足够的距离，从而使冲洗出口1302暴露（如图14所示）。
可以使用任何适合的冲洗液体，以及可以利用任何适合的装置和方法使用冲洗液体来清洁样本接收体的样本导管。在一示例中，提供冲洗液体泵，以实现冲洗液体流经冲洗导管和样本导管。
图15
图15示出根据特定示例的样本接收装置1501，其用于在将液体样本留置在分光光度计源与分光光度计检测器之间的光路内时使用。样本接收装置1501包括样本接收体1502，样本接收体1502定义1503处指示的样本导管和1504处指示的端口，该样本导管通过样本接收体1502延伸，该端口位于样本接收体1502的一端，其允许液体样本通过以进入样本导管1503。样本接收体1502还定义1505处指示的冲洗导管，冲洗导管用于允许冲洗液体通过以进入样本导管1503。
要认识到，如本文描述的样本接收装置允许进行分析的液体样本保持在分光光度计源与分光光度计检测器之间的光路内并允许回收液体样本。要认识到，如本文描述的样本接收装置允许移动接收在样本接收导管内的光检测器构件以控制液体样本沿着分光光度计源与分光光度计检测器之间的光路的流入和流出。

Claims (20)

1. 样本接收装置，其用于将要分析的液体样本留置在分光光度计源与分光光度计检测器之间的光路内，所述样本接收装置包括：
样本接收体，其定义样本导管和用于使液体样本通过以进入所述样本导管的端口，
所述样本导管配置成将液体样本接收在光源输入位置和光检测器输入位置之间，所述光源输入位置与所述光检测器输入位置之间的距离定义样本路径长度，以及
所述样本接收装置配置成使得所述光源输入位置与所述光检测器输入位置之间的所述距离是可调整的，以便调整所述样本路径长度的长度。
2. 如权利要求1所述的样本接收装置，其中所述端口配置成允许液体样本从所述样本导管通过。
3. 如前述权利要求的任一项所述的样本接收装置，其中：
所述样本接收体定义固定的光源输入位置，
所述样本接收装置还包括呈现光输入面的光检测器构件，以及
所述光检测器构件可移动地接收在所述样本接收体的所述样本导管内，以便将所述光输入面定位于所述样本导管内，以使：
所述光检测器输入位置是所述光输入面在所述样本导管内的位置，以及
所述光输入面相对于所述光源输入位置是可移动的，以便调整所述样本路径长度的量值。
4. 如权利要求3所述的样本接收装置，其配置成允许所述光检测器构件的所述光输入面向所述光源输入位置移动或从所述光源输入位置移动。
5. 如权利要求3所述的样本接收装置，其中所述光检测器构件包括细长体，所述细长体具有前端和尾端，
所述细长体的所述前端定义光输入孔，
所述细长体定义从所述光输入孔延伸的内膛，以及
所述细长体配置成将光纤元件接收在所述内膛内，以使所述光纤元件的光输入端存在于所述光输入孔内。
6. 如前述权利要求的任一项所述的样本接收装置，所述样本导管通过所述样本接收体延伸在输入端点与输出端点之间，所述输入端点在所述样本接收体的光输入端处开口，所述输出端点在所述样本接收体的光输出端处开口。
7. 如从属于权利要求5的权利要求6所述的样本接收装置，所述光源输入位置是所述样本导管的所述输入端点。
8. 如权利要求7所述的样本接收装置，其中所述样本接收体的所述光输入端配置成用于贴着光源递送元件的光源递送面。
9. 如权利要求3所述的样本接收装置，还包括光检测器构件促动器，所述光检测器构件促动器用于使所述光检测器构件在所述样本接收体的所述样本导管内移动。
10. 如权利要求3所述的样本接收装置，其还包括光检测器构件位置指示器，所述光检测器构件位置指示器用于指示所述光检测器构件的所述光输入面在所述样本导管内的位置。
11. 如权利要求10所述的样本接收装置，其中所述光检测器构件位置指示器包括：
光源和光检测器，所述光源和光检测器配置成在其之间提供线性检测区，并且配置成检测所述线性检测区内的所述光检测器构件的所述尾端的位置。
12. 如权利要求11所述的样本接收装置，所述光检测器构件位置指示器的所述光源包括发光二极管灯。
13. 如权利要求11所述的样本接收装置，所述光检测器构件位置指示器的所述光检测器包括线性CCD阵列检测器。
14. 如前述权利要求的任一项所述的样本接收装置，其配置成提供范围介于0.1 mm与10 mm之间且含0.1 mm与10 mm的样本路径长度。
15. 如前述权利要求的任一项所述的样本接收装置，其配置成供范围介于0.02 μl与2.0 μl之间且含0.02 μl与2.0 μl的样本容积使用。
16. 如前述权利要求的任一项所述的样本接收装置，其中所述样本接收体还定义冲洗端口，所述冲洗端口配置成允许冲洗液体通过以进入所述样本导管。
17. 一种将要分析的液体样本留置在光源与光检测器之间的光路内的方法，所述方法包括如下步骤：
接收样本接收装置，所述样本接收装置包括样本接收体，所述样本接收体定义在光输入端与光输出端之间延伸的样本导管和用于允许液体样本通过以进入所述样本导管的端口，以及包括光检测器构件，所述光检测器构件呈现可移动地设在所述样本导管内的光输入面；
将所述样本接收体的所述光输入端贴着光源递送元件的光源递送面，以使所述光路延伸通过所述样本导管；
将液体样本引入所述端口；以及
使所述光检测器构件沿着所述样本导管远离所述光源递送元件的所述光源递送面移动，以便将引入所述端口的液体样本从所述端口抽入到样本导管中。
18. 如权利要求17所述的方法，还包括如下步骤：
使所述光检测器构件沿着所述样本导管向所述光源递送元件的所述光源递送面移动，以便将从所述端口抽入所述样本导管中的液体样本推送回到所述端口中。
19. 基本如参考附图描述和示出的样本接收装置。
20. 基本如参考附图描述和示出的一种将要分析的液体样本留置在光源与光检测器之间的光路内的方法。
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